Lần đầu tiên chụp được ảnh spin nguyên tử

Mặc dù các nhà vật lí thừa nhận rằng công nghệ điện tử học spin đang xuất hiện có thể vượt mặt điện tử học truyền thống trong việc xây dựng thế hệ tiếp theo của những máy tinh nhanh hơn, nhỏ hơn, hiệu quả hơn, và những dụng cụ công nghệ cao, nhưng không ai thật sự từng nhìn thấy spin – một tính chất cơ lượng tử của các electron - ở từng nguyên tử cá lẻ, tính cho đến nay. Trong một nghiên cứu công bố trên tờ Nature Nanotechnology trực tuyến vào hôm chủ nhật rồi, các nhà vật lí tại trường đại học Ohio ở Mĩ và trường đại học Hamburg ở Đức giới thiệu những hình ảnh đầu tiên của spin đang tác dụng.

alt

Hình dạng và diện mạo khác nhau của từng nguyên tử coban này là do hướng spin khác nhau. Ảnh: Saw-Wai Hla, Đại học Ohio.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kính hiển vi tự tạo với một đầu nhọn tráng sắt để thao tác với các nguyên tử coban trên một tấm mangan. Qua kính hiển vi quét chui hầm, đội khoa học đã định vị lại từng nguyên tử coban trên bề mặt làm đổi hướng spin của các electron. Hình ảnh mà các nhà khoa học thu được cho thấy các nguyên tử có dạng một chỗ thò ra nếu hướng spin là hướng lên, và có dạng chỗ thò ra kép với chiều cao bằng nhau khi hướng spin là hướng xuống.

Nghiên cứu cho thấy các nhà khoa học có thể quan sát và thao tác trên spin, một kết quả có thể tác động đến sự phát triển trong tương lai của ngành lưu trữ từ tính cấp độ nano, các máy tính lượng tử và các dụng cụ điện tử học spin.

“Những hướng khác nhau ở spin có thể nghĩa là những trạng thái khác nhau cho sự lưu trữ dữ liệu”, theo Saw-Wai Hla, phó giáo sư vật lí và thiên văn học ở Viện Nano và Các hiện tượng lượng tử thuộc trường đại học Ohio và là một trong những nhà nghiên cứu chính của nghiên cứu trên. “Những dụng cụ nhớ của các máy tính hiện nay gồm hàng chục nghìn nguyên tử. Trong tương lai, chúng ta có thể sử dụng một nguyên tử thôi và làm tăng công suất của máy tính lên hàng nghìn lần”.

Không giống như các dụng cụ điện tử, chúng giải phóng nhiệt, các dụng cụ gốc điện tử học spin được trông đợi là sẽ tiêu tán ít công suất nhiệt hơn.

Các thí nghiệm được thực hiện trong chân không cực cao ở nhiệt độ thấp 10 Kelvin, với việc sử dụng helium lỏng. Các nhà nghiên cứu sẽ cần quan sát hiện tượng trên ở nhiệt độ phòng trước khi nó có thể dùng trong những ổ cứng máy tính.

Nhưng nghiên cứu mới trên đề xuất một lộ trình đi đến ứng dụng đó, theo lời tác giả đứng đầu nhóm nghiên cứu, Andre Kubetzka thuộc trường đại học Hamburg. Để tưởng tượng ra hướng spin, đội khoa học không những sử dụng một kĩ thuật mới, mà còn sử dụng một bề mặt mangan với trạng thái spin, hóa ra, cho phép các nhà khoa học thao tác trên spin của các nguyên tử coban đang nghiên cứu.

“Sự kết hợp thao tác trên spin và tính nhạy spin mang lại một viễn cảnh mới cho việc xây dựng những cấu trúc cấp độ nguyên tử và nghiên cứu các tính chất từ của chúng”, Kubetzka nói.

Theo PhysOrg.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 26)
15/06/2019
Đồng hồ cát 1336 Ambrogio Lorenzetti (1290-1348) Tác giả người Pháp Jules Renard (1864-1910) từng viết rằng, “Tình yêu tựa như
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 25)
15/06/2019
Giải thích cầu vồng 1304 Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham (965–1039), Kamal al-Din al-Farisi (1267–khoảng 1320), Theodoric xứ Freiberg
Stephen Hawking đúng: Nghiên cứu mới cho thấy lỗ đen có thể bốc hơi
14/06/2019
Vào năm 1974, Stephen Hawking đã đưa ra một trong những dự đoán nổi tiếng nhất của ông: các lỗ đen cuối cùng sẽ bốc hơi
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 40)
13/06/2019
TÀU NGẦM Những tàu ngầm đầu tiên cũng đi vào hoạt động trong thời Nội Chiến. Thật ra, chiếc tàu ngầm đầu tiên đã
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 39)
13/06/2019
CƠ SỞ VẬT LÍ CỦA CHÂN VỊT Các chân vịt thời ấy có hai hoặc ba cánh quạt gắn với một trục quay. Khi chân vịt quay, nó
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 24)
12/06/2019
MỘC TINH: 43,3 PHÚT ÁNH SÁNG Mộc tinh là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời và là hành tinh thứ năm tính từ Mặt Trời ra.
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 6)
12/06/2019
2. THỜI ĐẠI VÀNG CHO DU HÀNH VÀO KHÔNG GIAN Không giống như sự suy tàn của hạm đội hải quân Trung Quốc, kéo dài tụt hậu
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 5)
12/06/2019
THẤT LẠC TRONG KHÔNG GIAN Tôi nhớ khoảnh khắc Neil Armstrong và Buzz Aldrin đặt chân lên mặt trăng. Đó là tháng 7 năm 1969, và khi

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com